Cum se calculează și se asamblează un transformator folosind exemplul fierului de lipit „Moment”

În trusa stăpânului de acasă trebuie să ai fier de lipit, uneori chiar și mai multe capacități și modele diferite. Industria produce multe modele diferite, nu sunt dificil de achiziționat. Fotografia arată un eșantion de lucru din lansarea anilor 80.

Cu toate acestea, mulți meșteri sunt interesați de modele de casă. Unul dintre ei la 80 de wați este prezentat în fotografiile de mai jos.

Acest fier de lipit a fost capabil să vândă fire de cupru de 2,5 pătrați pe vreme rece și să schimbe tranzistoarele și alte componente ale circuitelor electronice pe plăci de circuite imprimate în laborator.

Principiul de lucru

Fierul de lipit „Moment” este alimentat de o rețea electrică de ~ 220 volți, reprezentând un transformator obișnuit, în care înfășurarea secundară este scurtată de un jumper de cupru. Când este pornit timp de câteva secunde, un curent de scurtcircuit curge prin el, încălzind vârful de cupru al fierului de lipit la temperaturi care topesc lipitura.

Înfășurarea primară este conectată printr-un cablu cu un ștecher la o priză, iar un întreruptor cu resetare automată a arcului este utilizat pentru a alimenta tensiunea. Când butonul este apăsat și menținut, un curent de încălzire curge prin vârful fierului de lipit. De îndată ce eliberați butonul, încălzirea se oprește imediat.

În unele modele, pentru comoditatea de a lucra la lumină scăzută, de la înfășurarea primară după principiul unui autotransformator, realizează un robinet de 4 volți, care duce la un cartuș cu bec de la o lanternă. Lumina direcțională a sursei colectate luminează punctul de lipit.

Proiectare transformator

Înainte de a începe asamblarea fierului de lipit, ar trebui să determinați puterea acestuia. În mod obișnuit, 60 de wați este suficient pentru o muncă simplă electrică și radioamator. Pentru a vinde constant tranzistoarele și microcircuitele, este de dorit să reduci puterea și să o crești pentru prelucrarea pieselor masive.

Pentru producție, va trebui să utilizați un transformator de putere cu capacitatea corespunzătoare, de preferință de la dispozitive vechi fabricate în URSS, când tot oțelul electric al miezurilor magnetice a fost produs în conformitate cu cerințele GOST. Din păcate, în proiectele moderne există fapte de fabricare a fierului transformator din oțel de calitate scăzută și chiar obișnuită, în special în dispozitivele chineze ieftine.

Tipuri de circuite magnetice

Fierul trebuie selectat în funcție de puterea energiei transmise. Pentru a face acest lucru, este permisă utilizarea nu a unuia, ci a mai multor transformatoare identice. Forma circuitului magnetic poate fi dreptunghiulară, rotundă sau în formă de W.

Puteți utiliza fierul de orice formă, dar este mai convenabil să alegeți placa de blindaj, deoarece are o eficiență mai mare de transfer de putere și vă permite să realizați structuri compozite prin simpla adăugare a plăcilor.

Atunci când alegeți fierul, ar trebui să acordați atenție lipsei de decalaj de aer, care este utilizat doar în șocuri pentru a crea rezistență magnetică.

Metodologie simplificată

Cum să alegeți fierul pentru puterea necesară a transformatorului

Vom face o rezervare imediată, conform căreia tehnica propusă a fost dezvoltată experimental și ne permite să asamblăm un transformator din piese selectate aleatoriu acasă, care funcționează normal, dar poate, în anumite circumstanțe, să producă parametri ușor diferiți de cei calculați. Acest lucru nu este greu de rezolvat cu o reglare fină, care în cele mai multe cazuri nu este necesară.

Relația dintre volumul de fier și puterea înfășurării primare a transformatorului este exprimată prin secțiunea transversală a circuitului magnetic și este prezentată în figură.

Puterea înfășurării primare S1 este mai mare decât S2 secundar cu cantitatea de eficiență ŋ.

Zona de secțiune transversală a dreptunghiului Qc este calculată prin formula binecunoscută prin laturile sale, care sunt ușor de măsurat cu o simplă riglă sau etrier vernier. Pentru un transformator blindat, cantitatea de fier necesară este cu 30% mai mică decât pentru un transformator cu tijă. Acest lucru se vede clar din formulele empirice date, în care Qc este exprimat în centimetri pătrați și S1 în wați.

Pentru fiecare tip de transformator, conform formulei sale, puterea înfășurării primare este calculată prin Qc, apoi, prin eficiență, valoarea sa este estimată în circuitul secundar, care va încălzi vârful de lipit.

De exemplu, dacă un circuit magnetic în formă de W este selectat pentru 60 de wați de putere, atunci secțiunea sa Qc = 0,7 ∙ √60 = 5,42 cm².

Cum se alege diametrul firului pentru înfășurările transformatorului

Ca material pentru sârmă, ar trebui să fie utilizat cupru, care este acoperit cu un strat de lac pentru izolare. La înfășurarea bobinelor pe serpentine, lacul elimină apariția defecțiunilor inter-turn. Grosimea firului este selectată în funcție de curentul maxim.

Pentru înfășurarea primară, cunoaștem tensiunea de 220 de volți și am decis asupra puterii primare a transformatorului, alegând o secțiune transversală pentru circuitul magnetic. Împărțind wații acestei puteri în volți ai tensiunii primare, obținem curentul de înfășurare în amperi.

De exemplu, pentru un transformator de 60 de wați, curentul înfășurării primare se va dovedi a fi mai mic de 300 de miliamperi: 60 [wați] / 220 [volți] = 0.272727 .. [amperii].

În același mod, curentul secundar este calculat din valorile sale de tensiune și putere. În cazul nostru, acest lucru nu este necesar: o înfășurare de două rotații, tensiunea va fi mică, iar curentul va fi mare. Prin urmare, secțiunea transversală a cablului curent este selectată cu o marjă uriașă de la bara busului de cupru, ceea ce va reduce la minimum pierderea din rezistența electrică a înfășurării secundare.

După ce am determinat curentul, de exemplu, 300 mA, putem calcula diametrul sârmei conform formulei empirice: d fire [mm] = 0,8 ∙ √I [A]; sau 0,8 ∙ √0.3 = 0,8 0,547722557505 = 0,4382 mm.

Desigur, o astfel de precizie nu este necesară. Diametrul calculat va permite transformatorului să funcționeze foarte mult și în mod fiabil, fără supraîncălzire la sarcină maximă. Și realizăm un fier de lipit, care se pornește periodic doar pentru câteva secunde. Apoi se oprește și se răcește.

Practica a arătat că în aceste scopuri, un diametru de 0,14 ÷ 0,16 mm este destul de potrivit.

Cum se stabilește numărul de rotații ale înfășurării

Tensiunea la bornele transformatorului depinde de numărul de rotații și de caracteristicile circuitului magnetic. De obicei nu cunoaștem marca de oțel electric și proprietățile acestuia. În scopul nostru, acest parametru este pur și simplu mediat, iar întregul calcul al numărului de viraje este simplificat pentru a forma: ώ = 45 / Qc, unde ώ este numărul de rotații la 1 volt de tensiune la orice înfășurare a transformatorului.

De exemplu, pentru transformatorul considerat de 60 wați: ώ = 45 / Qc = 45 / 5.42 = 8.3026 rotiri pe vol.

Deoarece conectăm înfășurarea primară la 220 volți, pentru aceasta numărul de rotații va fi ω1 = 220 ∙ 8.3026 = 1827 rotiri.

Circuitul secundar folosește 2 rotiri. Acestea vor emite o tensiune de numai aproximativ un sfert de vol.

Realizarea cadrului pentru bobină

Pentru o distribuție uniformă a virajelor de sârmă în circuitul magnetic, este necesar să se realizeze rama din carton electric, getinaksa sau fibra de sticlă. Tehnologia de lucru este prezentată în figură, iar dimensiunile sunt alese ținând cont de proiectarea circuitului magnetic. Înfășurările izolate de cadru sunt amplasate într-o bobină în jurul căreia sunt montate plăcile de circuit magnetic.

Adesea este posibil să folosiți rama din fabrică, dar dacă trebuie să adăugați plăci pentru a crește puterea, va trebui să creșteți dimensiunea. Piesele din carton pot fi cusute cu fire obișnuite sau lipite între ele. Corpul din fibra de sticla cu o montare precisa a pieselor poate fi asamblat chiar si fara lipici.

La fabricarea serpentinei, trebuie să încercați să alocați cât mai mult spațiu posibil pentru a acomoda înfășurările, iar atunci când înfășurați bobinele, așezați-le strâns și uniform. Atunci când așezați sârma, „întârziați” ar putea pur și simplu să nu aibă suficient spațiu și toate lucrările vor trebui refăcute.

Realizarea unui fier de lipit secundar

În fierul de lipit prezentat în fotografie, înfășurarea secundară este realizată dintr-o bară de cupru cu secțiune transversală dreptunghiulară. Dimensiunile sale sunt de 8 cu 2 mm. Puteți utiliza alte profiluri. De exemplu, va fi convenabil să îndoiți un fir rotund pentru plasarea în circuitul magnetic. A trebuit să muncesc din greu cu o anvelopă plată, să folosesc o menghină, un ciocan, șabloane și un fișier pentru îndoire uniformă în conformitate cu configurația cadrului bobinei.

Figura din poziția 1 prezintă o anvelopă plată. După realizarea cadrului, trebuie să determinați lungimea acestuia, ținând cont de distanța care va merge la viraje și distanța până la vârful unui fir de cupru.

În poziția 2, aceasta este aproximativ la îndoire mijlocie într-o menghină cu mici lovituri de ciocan, în conformitate cu planul de orientare. Când cotul trece printr-un unghi drept, este necesar să folosiți un șablon ușor de oțel, cu o formă strict corespunzătoare dimensiunilor cadrului bobinei în care va fi plasat înfășurarea.

Șablonul facilitează foarte mult instalațiile pentru a da înfășurării forma dorită. În jurul ei, la prima jumătate din șlep, este înfășurat, care este prezentat la pozițiile 4, 5 și 6, iar apoi la cealaltă (vezi 7 și 8).

Pentru a facilita înțelegerea procesului, o secvență de coturi este afișată lângă imaginile anvelopei în poziții cu linii negre cu ușoare distorsiuni.

În poziția 8, secțiunea AA este prezentată convențional. În apropierea acesteia, va fi necesară îndoirea anvelopei cu 90 de grade pentru o ușurință de operare, așa cum se arată în fotografie.

Dacă apar aplecări care vă împiedică să plasați liber înfășurarea electrică în cadrul cadrului bobinei, acestea pot fi tăiate cu un fișier. Virajele metalului nu trebuie să fie în contact între ele și cu corpul. Pentru a face acest lucru, acestea sunt separate de un strat de izolație nu groasă.

Găurile sunt găurite la capetele înfășurării secundare și se taie un fir pentru a strânge șuruburile M4. Ele servesc la atașarea unui vârf de cupru format din 2,5 sau 1,5 sârmă pătrată. Deoarece tensiunea pe înfășurarea secundară este foarte mică, calitatea contactelor electrice ale vârfului trebuie monitorizată, păstrată curată, curată de oxizi și stoarsă ferm cu piulițe și șaibă.

Efectuarea înfășurării primare a unui fier de lipit

După ce înfășurarea electrică a fierului de lipit este gata și izolată, devine clar cât spațiu liber rămâne în bobină pentru sârmă subțire. Cu un deficit de spațiu, virajele sunt strâns interconectate.

Firul de înfășurare este format dintr-un miez de cupru și unul sau mai multe straturi de lac și este marcat cu PEV-1 (lac cu un singur strat), PEV-2 (două straturi), PETV-2 (mai rezistent la căldură decât PEV-2), PEVTLK-2 (rezistent la căldură speciale).

Când se măsoară diametrul firului cu un micrometru, rezultatul trebuie redus cu grosimea izolației. Dar această recomandare generală nu este critică pentru fierul de lipit.

Având în vedere munca în condiții de încălzire, este mai bine să refuzați de la marca PEV-1, apropo, de asemenea, nu este recomandat să-l lichidați.

De obicei sârma este înfășurată pe un tambur pe mașini improvizate.

Când o înfășurare de putere este pusă pe cadru, va fi necesar să faceți virajele manual și să înregistrați cantitatea lor pe hârtie la un anumit interval, de exemplu, o sută sau două sute.

Înainte de începerea lucrului, este necesar să se lipească până la începutul înfășurării un fir fir în izolație puternică, de preferință marca MGTF. Va rezista la îndoiri repetate, încălzire, eforturi mecanice pentru o lungă perioadă de timp. Capetele sunt conectate prin lipire, izolate. Fluxul este selectat doar colofon, acidul nu este permis.

Nucleul flexibil este fixat în bobină pentru a fi scos și scos printr-o deschidere în peretele lateral. După înfășurare, al doilea capăt al înfășurării este, de asemenea, lipit la sârma MGTF, care este scoasă.

Deoarece 220 de volți vor fi furnizați sârmei, acesta trebuie să fie bine izolat de carcasă și de înfășurarea secundară.

Rafinarea proiectării

După înfășurarea bobinei, fierul este montat strâns pe ea, fixându-l cu panele de la cădere.Înainte de montarea finală a carcasei, puteți verifica funcționarea fierului de lipit prin aplicarea tensiunii la înfășurarea primară pentru a încălzi vârful și a evalua caracteristica tensiunii curente.

Dacă structura asamblată se lipeste bine, atunci acest lucru nu se poate face. Dar, pentru informații: este indicat să ghiciți punctul de lucru al caracteristicii I - V la punctul de inflexiune al curbei când fierul ajunge la saturația sa. Acest lucru se realizează prin modificarea numărului de ture.

Metoda de determinare se bazează pe furnizarea unei tensiuni alternative de la o sursă reglabilă la înfășurarea transformatorului printr-un ampermetru și un voltmetru. Sunt luate mai multe măsurători și se grafică pe baza acestora, care arată punctul de fractură (saturația fierului). Apoi se ia decizia de a modifica numărul de viraje.

Mâner, carcasă, comutator

Orice buton de auto-resetare proiectat pentru curenți de până la 0,5 A. Este potrivit ca un comutator. Fotografia arată un micro-switch de la un magnetofon vechi.

Mânerul fierului de lipit este format din două jumătăți de lemn masiv, în care sunt tăiate cavități pentru așezarea firelor, butoanelor și becurilor. De fapt, iluminarea din spate nu este necesară, pentru că trebuie să faceți un robinet separat sau un divizor rezistiv-capacitiv.

Jumătățile mânerelor sunt strânse cu știfturi și piulițe. De asemenea, au montat o clemă de fixare metalică, care trebuie izolată de fierul circuitului magnetic.

Designul de carcasă deschis auto-realizat prezentat în fotografie oferă o mai bună răcire, dar necesită atenție și norme de siguranță din partea angajatului.

Viteazul Alexei Semenovici